专利名称：可伸缩性低压恒压柔性贮气囊及其生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可伸缩性低压恒压柔性贮气囊及其生产工艺。
背景技术：
城镇化的发展以及人们生活水平的提高，对生活能源的要求越来越高。气体燃料由于其清洁、高效和方便的特点已经成为城市居民生活燃料的首选，因此城镇燃气(包括人工煤气和天然气)供应已经成为城市市政工程的主要内容。
城市化和工业化的发展，增加了有机废水和其他有机废弃物的排放，在这些有机废弃物的治理中，厌氧发酵是一种重要的措施，它产生的沼气是一种优质高效的气体能源，可以用于生产和生活用能。
此外，农村生态工程建设中，小型沼气和生物质气化工程的建设是两类重要技术，它们作为纽带性的环节，使种植业、养殖业和农村能源三方面完美的耦合起来。
由于人们生活和生产用能都具有阶段性和集中性的特点，为了与之相适应，作为人工煤气、天然气、沼气和生物质气化气等燃气的生产、输送和消费之间的平衡手段，贮气环节异常重要。目前，常用的燃气贮存方法有湿式浮罩贮气柜、钢制高压贮气罐和软式气袋等。
湿式浮罩贮气柜是目前主要的燃气贮存和缓冲方式，但是其存在如下缺点浮罩的制作工艺要求高，材料要求高，成本高；浮罩体积庞大不便运输，必须现场施工；在北方寒冷地区冬季容易结冰。
钢制高压贮气罐具有占地小的优点，但是必须配套增压动力设备，增加了运行成本。此外，对于气源不稳定的产气装置，进行气体压缩前也必须设置低压缓冲装置，对于小型沼气工程根本无法进行沼气压缩。
软式气袋一度被提倡，但是气袋本身所维持的压力很低，不能自身输气，为了能够输气，必须增加配重。但是，由于充满气体的气袋一般呈圆柱形，立式加压，气袋发生扭曲变形而容易破裂，卧式加压占据场地过大。1990年，刘廷伟等把几个方形气袋卧式垂直叠加用于贮气，为解决气袋扭曲变形与空间占用的问题提供了指导方向。但是，多袋叠合中，一方面气袋的连接容易漏气；另一方面气袋之间易于相互滑动，从而引起气袋的扭曲变形和破损。由于以上诸多因素，气袋贮气技术直到目前仍没能得到推广。
发明内容
本发明提供一种可伸缩性低压恒压柔性贮气囊及其生产工艺。本发明提供的可伸缩性低压恒压柔性贮气囊，不存在冬季结冰问题，其运行不受季节和地区限制，能够四季稳定运行；该气囊在充气和放气时能够自由伸缩而不发生扭曲；在低压条件下，不需要辅助增压动力设备，能保证气囊恒压贮存和输送燃气；不充气条件下，体积小，重量轻，便于运输；充气后能够立式放置，减少占地空间。本发明提供的可伸缩性低压恒压柔性贮气囊生产工艺，质量可靠，对用户的技术要求不高，直接购买即可，并且材料低廉，生产成本低。
为达到上述目的，本发明是这样设计的。
可伸缩性低压恒压柔性贮气囊是由多层膜状材料(锦纶夹层增强塑料或橡胶)热压熔合成型的一种具有平行的多夹层囊体，每个分夹层上下排列，通过隔膜分离，囊体的顶部和四周封闭，底部的中央有一气嘴，囊的每两个分夹层隔膜的中心有一孔相通。应用时，把气嘴与导气管相连，在气囊的顶部平衡压上一套具有导向装置的配重设备。储气和用气过程中，气体经气嘴流入或流出气囊，通过隔膜上的中心孔在各夹层之间串通。囊体在充气条件下，为上下垂直叠加的多囊腔，未充气或放完气后呈偏平的多膜层上下垂直叠加状态，在充气和放气过程中，囊体能够像弹簧一样上下自由伸缩，囊内气压在配重设备的作用下保持相对恒定，并且在伸缩过程中，囊体不产生扭曲变形，囊腔之间不会相互滑动。
可伸缩性低压恒压柔性贮气囊的生产工艺包括如下步骤第一步是囊膜加工。囊膜分A膜、B膜和C膜三类分别加工。A膜为顶膜，为一完整的单膜片，加工时直接按照具体加工尺寸裁剪即可；B膜为连接上下两个分囊腔的隔膜，为一四周分离，中部连接为整体且中心部位具有孔洞的复合膜，B膜的数量要根据具体的需要确定，B膜的加工方法为，先按照与A膜相同的加工尺寸裁剪单膜片，然后把两片单膜整齐叠加起来，用热压熔合设备把以上两片膜的中部压合成整体，最后在压合膜的中心用打孔设备打出一个圆形孔洞；C膜为底膜，是一中心具有孔洞的单片膜，C膜加工时，先按照与A膜相同的尺寸，裁剪单膜片，然后在膜片的中心用打孔设备打出一个圆形孔洞既可。
第二步是气嘴的加工。气嘴是一塑料或橡胶制成的中空圆柱形直管或弯管，管的一端管口处垂直与管壁向外伸展出一定宽度的飞边，气嘴所用塑料或橡胶必须与囊膜所用的塑料或橡胶成分相同，以利于相互间的焊接，气嘴加工时，可以通过模具压塑或注塑成型，气嘴圆柱管的外径应当与囊膜中C膜的中心孔直径相当。
第三步是连接C膜与气嘴，形成C膜-气嘴复合体。C膜与气嘴的连接方法为，把气嘴的无飞边的一端从C膜的中心孔中串出，使气嘴的飞边紧压在C膜上，然后用热压焊设备把气嘴的飞边与C膜熔合在一起。
第四步是连接所有的B膜，形成BB复合膜，B膜相互连接的方法为，先把B膜上下叠合起来，然后把上B膜的下膜边与下B膜的上膜边的周边对齐，再用热压熔合方法行完周边全密封连接。
第五步是连接A膜与BB复合膜，形成AB复合膜，A膜与BB复合膜的连接方法为，先把A膜的周边与BB复合膜最上层B膜的上膜边对齐后，然后按照与B膜间连接的相同方法和要求进行连接。
第六步把AB复合膜与C膜气嘴复合体连接，完成整个气囊的加工，AB复合膜与C膜气嘴复合体连接的方法为，把C膜气嘴复合体的无气嘴圆管的一面与AB复合膜最下层B膜的下膜边对齐后，按照与B膜间相互连接的相同方法和要求进行连接。
按照本发明设计和生产的可伸缩性低压恒压柔性贮气囊，主要应用于市政工程中的人工煤气、天然气、污水治理和农村生态工程建设中产生的沼气和生物质气化气的贮存与缓冲。
使用本发明设计和生产的可伸缩性低压恒压柔性贮气囊和生产工艺，具有如下优点干式贮气，不存在冬季结冰问题，其运行不受季节和地区限制，能够四季稳定运行，立式放置，节省场地，连体式平行多囊腔设计，保证在一定配重的作用下气囊能够平稳伸缩，不发生扭曲变形，标准化的工艺设计保证生产的工厂化和批量化，柔性膜结构设计，体积小，方便运输。
图1是本发明的结构图。
图2是本发明的贮气囊的A膜图。
图3是本发明的贮气囊的B膜图。
图4是本发明的贮气囊的C膜图。
图5是本发明的贮气囊的气嘴。
图6是本发明的贮气囊的B膜的加工示意图。
图7是本发明的贮气囊的BB复合膜的加工示意图。
图8是本发明的贮气囊的AB复合膜的加工示意图。
图9是本发明的贮气囊的C膜气嘴复合体的加工示意图。
图10是本发明的贮气囊的AB复合膜与C膜气嘴复合体的连接示意图。
图11A是本发明的可伸缩性低压恒压柔性贮气囊的运行中充气过程示意图。
图11B是本发明的可伸缩性低压恒压柔性贮气囊的运行中放气过程示意图。
附图中标注说明1-囊膜； 2-囊腔；3-隔膜； 4-隔膜中心连接孔；5-气嘴； 6-B膜中部熔合体；7-B膜上膜边； 8-B膜下膜边；9-B膜中心孔； 10-C膜中心孔；11-飞边； 12-圆柱短管；13-囊膜四周熔合边，A-A膜，B-B膜，C-C膜，BB-BB复合膜，AB-AB膜；具体实施方式
实施例一个2m3可伸缩性低压恒压柔性贮气囊，它是由厚度1mm的锦纶夹层塑料膜1热压熔合而成，未充气条件下平铺呈1400mm×1400mm的正方形，满充气后为具有上下4个囊腔2平行串连的高1500mm的囊体。气囊的顶部和四周封闭，底部的中央有一内径为35mm，外径为40mm的进出气嘴5，囊的每两个分夹层之间的分隔膜3的中心都有一孔径为50mm的连接孔4，供气体在不同分囊腔间流动。
一个2m3可伸缩性低压恒压柔性贮气囊的生产工艺为第一步是单膜片的加工，加工方法是直接用厚度1.2mm的锦纶夹层塑料裁剪八张1400mm×1400mm的完整的单膜片，其中一张直接用于A膜，一张用于C膜加工，其余六张用于B膜的加工。
第二步是B膜的加工，加工方法是首先，把第一步中裁剪的单膜片中用于B膜加工的六张分成三组；然后，把每组中的两片单膜整齐叠加起来，用压焊设备把以上两片膜的中部压合成整体6，焊痕为四角的正方形，正方形焊痕的每边外边缘距膜片中心的垂直距离为352.500mm，正方形焊痕的四角圆弧半径为30mm；最后，在压合膜的中心用打孔设备打出一个孔径为50mm的孔洞9。
第三步是C膜的加工，加工方法为，用打孔设备在第一步中裁剪的单膜片中用于C膜加工的一张的中心打出一个孔径为50mm的孔洞10。
第四步是气嘴的加工，加工方法为，用与囊膜相同成分的塑料，通过热压塑模具，压制一个长50mm、厚2.5mm、内孔径35mm、外孔径40mm的中空圆柱短管12，管的一端管口处垂直与管壁向外伸展出宽50mm的飞边11。
第五步是连接C膜与气嘴5，形成C膜-气嘴复合体。连接方法为，把气嘴5的无飞边的一端从C膜的中心孔10中串出，使气嘴5的飞边11紧压在C膜上，然后用热压熔合设备把气嘴5的飞边11与C膜压合成相互连接成整体。
第六步是连接所有的B膜，形成BB复合膜。连接方法为，把三组B膜上下叠合，然后把上一层B膜的下膜边8与下一层B膜的上膜边7的周边对齐后用热压熔合方法进行压合形成囊膜四周熔合边13而完全密封连接，其中，在周边四角处的焊痕呈圆弧形，圆弧半径为50mm。
第七步是连接A膜与BB复合膜，形成AB复合膜。连接方法为，把A膜的周边与BB复合膜最上层B膜的上膜边对齐后，按照与BB膜连接的相同方法和要求进行连接。
第八步把AB复合膜与C膜气嘴复合体连接，完成整个气囊的加工。连接方法为，把C膜气嘴复合体的无气嘴圆管的一面与AB复合膜最下层B膜的下膜边对齐后，按照与B膜间连接的相同方法和要求进行连接。
权利要求
1，一种可伸缩性低压恒压柔性贮气囊，其特征是由多层膜状材料压焊成的一种具有平行的多夹层囊体，每个分夹层通过隔膜分离上下排列，囊体的顶部和四周封闭，底部的中央有一进出气嘴，囊的每两个分夹层之间的分隔膜的中心都有一连接孔。
2，一种可伸缩性低压恒压柔性贮气囊的生产工艺为第一步是把囊膜分为A膜、B膜和C膜三类分别加工，A膜为顶膜，为一完整的单膜片，加工时直接按照具体加工尺寸裁剪即可；B膜指是连接上下两个分囊腔的隔膜，为一四周分离，中部连接为整体且中心部位具有孔洞的复合膜，B膜的数量根据具体需要确定，加工时先按照与A膜相同的加工尺寸裁剪单膜片，然后把两片单膜整齐叠加起来，用压焊设备把两片膜的中部压合成整体，再在压合膜的中心用打孔设备打出一个孔洞；C膜指底膜，为一中心具有孔洞的单片膜，加工时，先按照与A膜相同的尺寸，裁剪单膜片，然后在膜片的中心用打孔设备打出一圆形孔洞，第二步是气嘴的加工，气嘴是一塑料或橡胶制成的中空圆柱形直管或弯管，管的一端管口处垂直与管壁向外伸展出一定宽度的飞边，通过模具压塑成型，气嘴圆柱管的外径与C膜的中心孔的直径相当；第三步是连接C膜与气嘴，形成C膜气嘴复合体；第四步是连接所有的B膜，形成BB复合膜；第五步是连接A膜与BB复合膜，形成AB复合膜；第六步把AB复合膜与C膜气嘴复合体连接，完成整个气囊的加工。
全文摘要
一种可伸缩性低压恒压柔性贮气囊，其结构是具有平行的多夹层膜质囊体，每个分夹层通过隔膜分离上下排列，囊体的顶部和四周封闭，底部的中央有一进出气嘴，囊的每两个分夹层之间的分隔膜的中心都有一连接孔。其加工工艺为，首先分囊体为A膜、B膜和C膜三类囊膜和气嘴分别加工；然后，分别连接C膜与气嘴，形成C膜气嘴复合体；连接所有的B膜，形成BB复合膜；再者，连接A膜与BB复合膜，形成AB复合膜；最后，把AB复合膜与C膜气嘴复合体连接，完成整个气囊的加工。
文档编号F17C1/00GK1544842SQ20031010888
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月27日 优先权日2003年11月27日
发明者朱洪光 申请人:同济大学